单缸柴油机四轴平衡机构减振效果测试

（常柴股份有限公司，213002，江苏常州）

传统单缸柴油机平衡机构一般含有双平衡轴或单平衡轴及其齿轮，柴油机在运转中带动双平衡轴或单平衡轴运动，以平衡或者部分平衡一阶往复惯性力，但柴油机在运行过程中不平衡的二阶往复惯性力会带来较大的振动和噪声。为此，常柴股份有限公司专门开发了一款HS250 柴油机（四冲程、水冷、自然吸气），采用四轴平衡机构，即两个大平衡轴平衡一阶往复惯性力，两个小平衡轴平衡二阶往复惯性力。

1 四轴平衡机构结构

四轴平衡机构示意图见图1。

图1 四轴平衡机构示意图

单缸柴油机的四轴平衡机构，包括：1 个曲轴齿轮（10）；1 个与曲轴齿轮（10）相啮合的调速齿轮（12）；1 个藉由调速齿轮（12）与曲轴齿轮（10）相连的凸轮轴齿轮（14）；1 个藉由调速齿轮（12）与曲轴齿轮（10）相连的启动轴齿轮（16）；1 对一阶平衡轴齿轮（182，184），其包括1 个与调速齿轮（12）相啮合的一阶下平衡轴齿轮（182）和1 个与启动轴齿轮（16）相啮合的一阶上平衡轴齿轮（184）；1 个与一阶下平衡轴齿轮（182）同轴设置的二阶下平衡轴过渡齿轮（22）；1 个与一阶上平衡轴齿轮（184）同轴设置的二阶上平衡轴过渡齿轮（24）；1 个与二阶下平衡轴过渡齿轮（22）相啮合的二阶下平衡齿轮（222）；1 个与二阶上平衡轴过渡齿轮（24）相啮合的二阶上平衡齿轮（224）。

在单缸柴油机的四轴平衡机构的一种示意性的实施方式中，二阶下平衡轴齿轮的齿数为二阶下平衡轴过渡齿轮的齿数的一半，二阶上平衡轴过渡齿轮的齿数与调速齿轮的齿数相同，且二阶上平衡轴齿轮的齿数为二阶上平衡轴过渡齿轮的齿数的一半。

2 减振效果试验

2.1 测试条件

测控仪采用浙大奕科生产的EIM301D 型发动机测控仪，振动测试设备采用VTCL DSP 振动测试系统。依据GB/T7184-2008《中小功率柴油机振动测量及评级》进行测试。

2.2 测试方法

取如图2 所示的相同位置点在8.55 kW/1 200 r·min-1，12.4 kW/1 600 r·min-1，14.2 kW/1 760 r·min-1，15.3 kW/2 000 r·min-1和15.9 kW/2 200 r·min-1工况下测试增加平衡轴前后的加速度，以反映振动情况。

图2 振动测点示意图

2.3 试验结果

增加平衡轴前后的振动测试结果如表1 所示。

表1 HS250 柴油机增加平衡轴前后测试点不同工况的各向加速度测试结果

3 结论

采用四轴平衡机构后，柴油机的振动值总体上小于之前的二轴平衡机构，有效降低了柴油机的振动；但改动后，增加了两根平衡轴及其齿轮，增加了一定的成本。